AES加密CBC模式兼容互通四种编程语言平台【PHP、Javascript、Java、C#】

2022-11-04 20:32:01

原文:AES加密CBC模式兼容互通四种编程语言平台【PHP、Javascript、Java、C#】

由于本人小菜，开始对AES加密并不了解，在网络上花了比较多时间查阅资料整理；

先简单从百度找来介绍：

1     密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称高级加密标准Rijndael加密法，
2 是美国联邦*采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界
3 所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日
4 发布于FIPS PUB197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密
5 中最流行的算法之一。该算法为比利时密码学家Joan Daemen和VincentRijmen所设计，结合两位作者的名
6 字，以Rijndael之命名之，投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijdael的发音近于 "Rhinedoll"。）

AES加密模式和填充方式（其实还有还几种填充方式没写上，开始时候也在这里绕了一下）

01 算法/模式/填充                16字节加密后数据长度        不满16字节加密后长度
02 AES/CBC/NoPadding             16                          不支持
03 AES/CBC/PKCS5Padding          32                          16
04 AES/CBC/ISO10126Padding       32                          16
05 AES/CFB/NoPadding             16                          原始数据长度
06 AES/CFB/PKCS5Padding          32                          16
07 AES/CFB/ISO10126Padding       32                          16
08 AES/ECB/NoPadding             16                          不支持
09 AES/ECB/PKCS5Padding          32                          16
10 AES/ECB/ISO10126Padding       32                          16
11 AES/OFB/NoPadding             16                          原始数据长度
12 AES/OFB/PKCS5Padding          32                          16
13 AES/OFB/ISO10126Padding       32                          16
14 AES/PCBC/NoPadding            16                          不支持
15 AES/PCBC/PKCS5Padding         32                          16
16 AES/PCBC/ISO10126Padding      32                          16

更多关于加密模式内容：http://blog.sina.com.cn/s/blog_679daa6b0100zmpp.html

看到这么多模式，已经有点头晕了，那我的目标是希望找到 PHP、Javascript、Java、C# 的AES加密模式一个交集；

又经过一轮查找，资讯了百度谷歌这两位老师之后，找到了一篇关于PHP和Java的AES互通兼容加密文章，看完之后

发现了原来PHP的AES加密填充只有ZeroPadding（补零 - 因为数据长度不是16的整数倍就需要填充），而Java是没

有这种填充模式，杯具的只能自己写一个了，那Java的填充模式就用NoPadding（不填充内容）；

Java端代码：

01 /*
02  * To change this template, choose Tools | Templates
03  * and open the template in the editor.
04  */
05  
06 /**
07  *
08  * @author Jacker
09  */
10  
11 import javax.crypto.Cipher;
12 import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
13 import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
14 import sun.misc.BASE64Decoder;
15  
16 public class Encryption
17 {
18     public static void main(String args[]) throws Exception {
19         System.out.println(encrypt());
20         System.out.println(desEncrypt());
21     }
22  
23     public static String encrypt() throws Exception {
24         try {
25             String data = "Test String";
26             String key = "1234567812345678";
27             String iv = "1234567812345678";
28  
29             Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
30             int blockSize = cipher.getBlockSize();
31  
32             byte[] dataBytes = data.getBytes();
33             int plaintextLength = dataBytes.length;
34             if (plaintextLength % blockSize != 0) {
35                 plaintextLength = plaintextLength + (blockSize - (plaintextLength % blockSize));
36             }
37  
38             byte[] plaintext = new byte[plaintextLength];
39             System.arraycopy(dataBytes, 0, plaintext, 0, dataBytes.length);
40              
41             SecretKeySpec keyspec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
42             IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
43  
44             cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyspec, ivspec);
45             byte[] encrypted = cipher.doFinal(plaintext);
46  
47             return new sun.misc.BASE64Encoder().encode(encrypted);
48  
49         } catch (Exception e) {
50             e.printStackTrace();
51             return null;
52         }
53     }
54  
55     public static String desEncrypt() throws Exception {
56         try
57         {
58             String data = "2fbwW9+8vPId2/foafZq6Q==";
59             String key = "1234567812345678";
60             String iv = "1234567812345678";
61              
62             byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(data);
63              
64             Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
65             SecretKeySpec keyspec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
66             IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
67              
68             cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyspec, ivspec);
69   
70             byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
71             String originalString = new String(original);
72             return originalString;
73         }
74         catch (Exception e) {
75             e.printStackTrace();
76             return null;
77         }
78     }
79 }

这里需要强调的就是Java的填充模式是NoPadding，用自己的编写的补零填充内容；

PHP端代码：

01 <?php
02 $privateKey = "1234567812345678";
03 $iv     = "1234567812345678";
04 $data   = "Test String";
05  
06 //加密
07 $encrypted = mcrypt_encrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_128, $privateKey, $data, MCRYPT_MODE_CBC, $iv);
08 echo(base64_encode($encrypted));
09 echo '<br/>';
10  
11 //解密
12 $encryptedData = base64_decode("2fbwW9+8vPId2/foafZq6Q==");
13 $decrypted = mcrypt_decrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_128, $privateKey, $encryptedData, MCRYPT_MODE_CBC, $iv);
14 echo($decrypted);
15 ?>

最后发现PHP的AES加密是四种语言中最容易实现的！就是填充模式比较鸡肋，或者是本人小菜还没发现啦；

C#端代码：

01 using System;
02 using System.Collections.Generic;
03 using System.Linq;
04 using System.Text;
05 using System.Security.Cryptography;
06  
07 namespace pda_demo
08 {
09     class Program
10     {
11         static void Main(string[] args)
12         {
13             String encryptData = Program.Encrypt("Test String", "1234567812345678", "1234567812345678");
14             Console.WriteLine(encryptData);
15  
16             String decryptData = Program.Decrypt("2fbwW9+8vPId2/foafZq6Q==", "1234567812345678", "1234567812345678");
17             Console.WriteLine(decryptData);
18  
19             Console.Read();
20         }
21  
22         public static string Encrypt(string toEncrypt, string key, string iv)
23         {
24             byte[] keyArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(key);
25             byte[] ivArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(iv);
26             byte[] toEncryptArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(toEncrypt);
27  
28             RijndaelManaged rDel = new RijndaelManaged();
29             rDel.Key = keyArray;
30             rDel.IV = ivArray;
31             rDel.Mode = CipherMode.CBC;
32             rDel.Padding = PaddingMode.Zeros;
33  
34             ICryptoTransform cTransform = rDel.CreateEncryptor();
35             byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(toEncryptArray, 0, toEncryptArray.Length);
36  
37             return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length);
38         }
39  
40         public static string Decrypt(string toDecrypt, string key, string iv)
41         {
42             byte[] keyArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(key);
43             byte[] ivArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(iv);
44             byte[] toEncryptArray = Convert.FromBase64String(toDecrypt);
45  
46             RijndaelManaged rDel = new RijndaelManaged();
47             rDel.Key = keyArray;
48             rDel.IV = ivArray;
49             rDel.Mode = CipherMode.CBC;
50             rDel.Padding = PaddingMode.Zeros;
51  
52             ICryptoTransform cTransform = rDel.CreateDecryptor();
53             byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(toEncryptArray, 0, toEncryptArray.Length);
54  
55             return UTF8Encoding.UTF8.GetString(resultArray);
56         }
57     }
58 }

C#不用怎么说了！微软的东西就是好使，VS编辑器提示很友好，而且资料好找；

最后就是javascript端的实现，这个是最杯具的，花的时间是最多，也是难倒了很多刚入门的小菜；

一开始我是先想到在os找一插件快速解决（CryptoJS），但是结果并不如意，加密解密后的内容总是乱码不对，最后

找啊找，看了很多的国外的资料，翻樯去google论坛和*等网站，最后得到了一些零星的资料，终于解

决掉问题，原来是密匙的编码导致；（中间试了很多很多代码，翻了很多资料，筛选了无数资料，原来坚持是有回

报的）

Javascript端代码：

01 <script src="aes.js"></script>
02 <script src="pad-zeropadding.js"></script>
03 <script>
04 var data = "Test String";
05 var key  = CryptoJS.enc.Latin1.parse('1234567812345678');
06 var iv   = CryptoJS.enc.Latin1.parse('1234567812345678');
07  
08 //加密
09 var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(data,key,{iv:iv,mode:CryptoJS.mode.CBC,padding:CryptoJS.pad.ZeroPadding});
10  
11 document.write(encrypted.ciphertext);
12 document.write('<br/>');
13 document.write(encrypted.key);
14 document.write('<br/>');
15 document.write(encrypted.iv);
16 document.write('<br/>');
17 document.write(encrypted.salt);
18 document.write('<br/>');
19 document.write(encrypted);
20 document.write('<br/>');
21  
22  
23 //解密
24 var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(encrypted,key,{iv:iv,padding:CryptoJS.pad.ZeroPadding});
25 console.log(decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8));
26 </script>

按照官方例子就是失败，核心的aes.js又加密混淆了！唉！想找点线索都难。

最后需要提醒总结的是，密匙key和IV需要一致，编码要正确，不然会绕很多冤枉路，希望能帮到以后需要用的人；

补充一下，就是全部加密都是 AES/CBC/ZeroPadding 128位模式；

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